1、盾构下穿建筑物应急预案 盾构下穿建筑物应急预案 编制: 审核: 审批: 中铁十八局集团有限公司广州市轨道交通二十一号线工程【施工11标】土建工程项目经理部二一五年五月一、编制依据 1二、工程简介 1三、 工程地质概况 13.1、地形地貌 13.2、水文地质概况 23.3周边环境 3四、 区间施工风险与对策分析 44.1 区间下穿密集居民区的施工安全 44.2 盾构在密集居民区开仓换刀 54.3 盾构施工过程中，管片下沉 54.4 盾构穿越砂层容易出现喷涌，地表沉降 64.5 盾尾密封失效 74.5刀盘结泥饼 74.6地面冒浆 7五、应急预案与应急措施 75.1应急预案 75.1.1盾构机必须停
2、止掘进的情况： 75.1.2地面发生较大沉降 75.1.3建筑物发生倾斜 85.2应急措施 95.2.1建筑物倾斜、裂缝、倒塌 95.2.2建筑物下沉 105.3应急保障体系 105.3.1成立应急抢险领导小组 105.3.2小组人员职责 115.3.3物资储备 125.3.4人员保证 145.3.5报告、处理程序 145.4应急响应 155.5 应急救援相关制度 17一、编制依据1、广州市轨道交通二十一号线【施工11标】水西站长平站盾构区间隧道施工设计图纸。2、水西站长平站区间地质补勘报告；二、工程简介本工程为广州市轨道交通二十一号线【施工11标】水西站长平站盾构区间工程。区间盾构隧道在右线
3、20+045.74720+100.000、20+228.74720+500.000、20+480.000下穿水西村居民楼、水西村卫生院。三、工程地质概况3.1、地形地貌本层共分为4个亚层，各亚层的特征与分布如下：1）陆相冲-洪积粉细砂层，本层代号为“”黄褐色，饱和，稍密，分选性一般，级配良好，主要成分为石英，局部含较多黏粒。2）陆相冲-洪积中粗砂层，本层代号为“”黄褐色，饱和，稍密，分选性一般，级配良好，主要成分为石英，含少量粉黏粒。3）陆相冲-洪积砾砂层，本层代号为“” 黄褐色，饱和，中密，分选性一般，级配良好，主要成分为石英，局部含卵石。4）冲-洪积可塑状粉质黏土层（Q3+4），本层代号为
4、“”黄褐色黄褐色，软塑，主要为粉黏粒组成，局部含粉细砂，黏性较好。5）冲-洪积可塑状粉质黏土层（Q3+4），本层代号为“”黄褐色，可塑，主要为粉黏粒组成，局部含粉细砂，黏性较好，韧性中等，干强度中等，中压缩性。6）硬塑状砂质粘性土层（），本层代号为“”。褐黄色，硬塑状，由花岗岩风化而成，以粉黏粒为主，含较多石英砂粒，黏性较差，遇水易软化、崩解。7） 花岗岩全风化带（S3），地层代号深灰黄色、褐黄色，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩体呈坚硬土状，遇水易软化。8）花岗岩强风化带（S3），地层代号灰黄色、褐黄色，岩石组织结构大部分已破坏，但可清晰辨认，矿物成分已发生显著变化，钻孔揭露岩芯多
5、呈半岩半土状，局部岩碎块状，风化裂隙发育，岩体较破碎，遇水易软化、崩解。3.2、水文地质概况详勘资料显示，地下水水位受地形影响，地下水位埋深变化大，勘察期间测得各孔稳定水位埋深为1.2028.70m，平均15.08m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给与排泄关系密切，并受季节变化影响，每年510月为雨季，大气降水充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降，年变化幅度一般小于5m。根据区间沿线地下水赋存条件、含水介质与水力特征分析，地下水主要有两种基本类型，分别为松散土层孔隙水和块状基岩裂隙水。1）第四系松散岩类孔隙水第四系松散岩类孔隙水含水层主要包括欠压实的填土层、冲洪积砂层。
6、人工填土层主要为上层滞水，其富水性差，场地内主要为由黏性土组成的素填土，透水性弱。第四系冲积洪积砂层、呈透镜体状零星分布，厚度不大，含有黏粒，富水性较好，透水性中等强。此外，第四系冲洪积土层、坡积土层、残积土层，富水性差，透水性较差，为弱透水土层，但当残积土、全、强风化岩含粗颗粒较多或裂隙发育时，其透水性明显增强。块状基岩裂隙水块状基岩裂隙水主要赋存在志留纪花岗岩与元古界花岗岩的强（岩块状）风化带和中风化带，其赋存条件与岩石风化程度、裂隙发育程度等有关，岩石裂隙发育时，岩层渗透性较好，富水性较好。从本次勘察资料分析，场地内部分地段基岩强（岩块状）风化带和中风化带裂隙发育，岩石破碎，透水性可达中
7、等；在裂隙不发育地段或当裂隙被充填时，地下水赋存条件相对较差，具弱透水性，富水性也较差，微风化岩其富水性较差，渗透性一般为弱。由于部分强中风化基岩上覆全风化岩和残积土等为相对隔水层，这部分基岩风化裂隙水具承压水特征。承压水水头变化与地下水的赋存、补给与排泄关系密切，并受季节变化影响。松散土层孔隙水主要赋存在第四系砂层中，其补给主要来源于大气降水和地表水补给；排泄主要为大气蒸发与向河流排泄。基岩裂隙水补给来源主要是来自第四系砂层越流补给；排泄方式主要表现为以地下径流方式排向下游地区或人工抽汲地下水。本区间地下水对混凝土结构具微弱腐蚀性，腐蚀介质为、对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。3.3周边环境
8、水西村居民楼处于隧道正上方、水西村卫生院距离左线隧道边线26米、科诚山庄距离右线隧道边线10.8米。盾构下穿水西村（20+264.9220+540）275m范围，隧道埋深约1217m，隧道正上方房屋密集，线路正上方有不同年代居民房屋40栋，总面积约12066平米，施工影响范围（隧道2倍埋深）房屋175栋，总面积50938平米，村民为了得到更多的赔偿面积，加建违建现象明显，被萝岗当地人称为“握手房”，并且房屋基础多为条形浅基础，少部分为人工挖孔桩基础，直接坐落在砂层地质上，抗扰动能力较薄弱。地表房屋的现状：四、区间施工风险与对策分析过建筑物前的准备：1）在即将进入居民楼前进行刀具检查与更换。2）
9、对设备进行全面保养与维修。3）对房屋进行监测4.1 区间下穿密集居民区的施工安全本区间在隧道边线沿线房屋建筑物相对较多，主要村民房屋、其中多数房屋为浅基础或者无基础资料，存在相当大的风险隐患，且隧道洞身为砂层、淤泥质层等软弱地层，隧道埋深较浅，失水后沉降变形较大，存在风险较大。盾构经过时，加强监测、严格控制盾构推进参数、洞内加强管片同步注浆和二次注浆外。4.2 盾构在密集居民区开仓换刀在盾构掘进施工中，由于本段地质大多为砂层，刀具极易磨损，可能需要多次停机换刀。换刀风险极大，掌子面极易涌水、涌砂、坍塌，造成人员伤害。对施工进度影响较大。本工程可能存在带压换刀。带压换刀属于高风险、高难度作业。是
10、本工程重难点，带压换刀需做好以下几点：1）超前地层加固，为确保刀盘前方周围地层的气密性和有效封堵刀盘后部来水，带压作业前需利用设备自带的超前注浆孔对刀盘前周围地层进行注浆加固，如有条件需进行地表加固；2）出土与气密性试验，为了确保带压进仓作业安全顺利进行，进仓前必须进行土舱压气试验、测定土舱 渗水量和人员舱气密性试验等工作；3）带压进仓检查，为了进一步判断掌子面的地质情况和刀盘刀具磨损情况，首先要由专业工程技术人员带压进仓对掌子面的地质情况和稳定性进行检查、确认，同时对刀盘、刀具磨损情 况进行检查，确定换刀方案和各种带压换刀前的各项准备工作；4）带压进仓作业根据技术部门制定的工作方案，施工人员
11、在专业操仓和救生人员的配合下进行换刀、处理断螺栓、凿刀槽等工作；5）完成收尾工作恢复推进换刀工作完成后，作业人员要将土舱内所有的铁制工具拿出仓外，机电技术人员要对所有的刀具安装质量进行检查，确认无误后关闭土舱门恢复推进。4.3 盾构施工过程中，管片下沉本标段盾构隧道线路埋深较浅，在隧道底部和顶部多处出现砂层，分别为粉细砂层、中粗砂层和砾砂层，淤泥质层，为保证隧道在使用过程中的安全，根据砂层液化指数的判断，部分区段的的隧道底部和顶部建议进行加固处理，加固采用在洞内用复合袖阀钢管注浆的加固措施。 洞内隧道底部加固示意图4.4 盾构穿越砂层容易出现喷涌，地表沉降针对穿越砂层地质出现喷涌现象，容易导致
12、螺旋机出土量难以控制，地面易塌陷，穿越砂层地质时需要做好以下几点：1）在水量较大的地段掘进时采用螺旋输送机双闸门控制，加注泥浆或高效聚合物，防喷涌、防涌水，必要时采用保压泵碴装置。同时，利用盾构机配套的二次注浆设备与时注浆，在管片外周形成连续的封闭环，防止管片周围的地下水串通，避免喷涌。2）采用土压平衡模式掘进参数；严格控制盾构掘进方向和铰接油缸的行程差，以确保铰接密封效果。加强盾构机铰接密封检查，保证不漏水漏砂。3）经常检查盾尾密封刷密封效果，经常填加油脂，确保密封刷状态良好。4）若出现喷涌现象，立即关闭螺旋输送机的后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡，通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀
13、。然后才将螺旋输送机的后门慢慢打开，开门度为30%，边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。5）做好盾构机与后配套设备的保障后勤工作，保持连续快速推进，不能因盾构机后配套设备故障而影响掘进。6）严密监控螺旋机出土口的出土情况和土仓的压力变化情况，一旦发生喷涌现象，首先关闭螺旋机出土口处的闸门，然后在螺旋输送机出土口接驳保压泵碴系统，保证掘进，避免地下水、流砂或所添加泥浆的大量喷出，保持土仓内的土压稳定。7）向土仓中加入膨润土或发泡剂，改善土仓内土质的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一个整体，连续从螺旋输送机排出，避免喷涌。4.5 盾尾密封失效采用手动或自动装置经常向密封刷注油脂。避免同步注浆浆液对
14、钢丝刷的损害。具备气压保护下更换维修盾尾密封系统。管片应居中拼装，以防止间隙过大，从而可能降低盾尾密封效果。针对漏水、渗水、漏泥浆部位进行注浆堵漏。4.5刀盘结泥饼盾构穿越单一粘土层中，刀盘容易聚集泥饼，使开挖能力降低1）在这一地层中注意泡沫剂注入，以改良渣土。2）开启刀盘中心的冲刷系统，用高压喷嘴冲击泥饼。4.6地面冒浆应适当减小土仓压力，适当调节双液浆的配比，减少初凝时间，进行二次注浆。五、应急预案与应急措施5.1应急预案5.1.1盾构机必须停止掘进的情况：盾构前方发生坍塌或遇到障碍盾构自转角度过大盾构位置偏离过大盾构顶推力较预计的过大可能发生危与管片防水、运输与注浆遇到障碍等5.1.2地
15、面发生较大沉降地面发生较大沉降的情况分两种情况，一是地面沉降发生盾构前方，另一个是地面沉降发生在盾构经过区。沉降在盾构前方的情况。1、首先盾构司机应停机保压（根据地质条件确定保压压力、保压期间时刻关注地面沉降情况）。2、在第一时间将相关情况报告值班领导，值班工程师应各司其职，首先将地面较大沉降甚至坍塌部位进行封锁，并与政府相关部门联系，禁止车辆通行。3、组织人力与物资对较大沉降处进行填充，如有必要，进行加桩加固。4、在进行加固平整后，盾构机方可通过，在通过时，掘进速度不宜过快，控制好刀盘转速，以减小对土体扰动；同时，加大同步注浆量，与时进行二次补偿浆液（具体配比根据地质进行调配）。盾构机通过后
16、，对沉降地面进行恢复。1、沉降在盾构通过段的情况（针对地面沉降较大甚至坍塌、冒浆）。2、根据检测数据确定沉降量，如该地面下的洞内已进行二次注浆，同时地面进行填充恢复。3、如地下的洞内措施未进行到二次注浆，则应与时进行二次注浆，注浆的凝固时间应选较短的双液浆，同时地面进行填充恢复。5.1.3建筑物发生倾斜如发生在盾构前方，则应立即停机，并进行保压；报告值班领导，封锁建筑物周边区域，减少对土体的扰动，防止建筑物的更大倾斜。同时采取措施，将建筑物进行暂时固定。另外应将建筑物进行恢复和加固工作。如发生在盾构机已通过过地带，除无须停机外，其它措施与上一条相同。盾构通过建筑物下方时，应控制好倔进参数、刀盘
17、转速等；增加同步注浆、与时进行二次注浆。5.1.4建筑物裂缝若发现建筑物裂缝情况，应立即进行建筑物监测：监测内容包括建筑物的四角、大转角处与沿外墙每1020米处。高低建筑物，新旧建筑物、纵横墙等交错处的两侧。不同结构的分界处与填挖分界处。设制监测允许值与警戒值：在允许值内的措施为保持盾构开挖面的稳定：即调整掘进参数（刀盘和土仓压力、排土量和推进速度、螺旋机转速、千斤顶总推力、注浆方式、盾构姿态与管片拼装偏差等）同步注浆和二次注浆：减小和防止地面沉降盾构姿态控制：盾构推进时控制好姿态，避免盾构上浮、叩头或后退等现象发生。纠偏时不宜操之过急，以减少地层损失和地面沉降量。在警戒值时措施为：加固盾构周
18、围土体，防止土体松弛和扰动，控制盾构上部地层的变形。隔离因盾构掘进而引起的地基变形，可在建筑物与盾构之间施工隔离帷幕排桩。加固建筑物的地基，提高地基强度和承载力，控制建筑物沉降。严格控制盾构机出土量与掘进参数。同步注浆与二次注浆需与时更近。根据实际情况往土仓注膨润土或选择用聚合型泡沫剂改良渣土。5.2应急措施5.2.1建筑物倾斜、裂缝、倒塌当施工现场发现建筑物有裂纹、倾斜甚至倒塌时，应立即报告给应急救援领导小组组长，并立即下令停止作业，并组织施工人员快速撤离到安全地点。当建筑物发生坍塌后，造成人员被埋、被压的情况下，应急救援领导小组全员上岗，除应立即逐级报告给主管部门之外，应该保护好现场，在确
19、认不会再次发生同类事故的前提下，立即组织人员进行抢救受伤人员。当少部分坍塌时，现场抢救组专业救护人员要用铁锹进行掘土，并注意不要伤与被埋人员；当建筑物整体倒塌时，造成特大事故时，由市应急救援领导小组统一领导和指挥，各有关部门协调作战，保证抢险工作有条不紊的进行。要采用吊车、挖机进行抢救，现场要有指挥并监护，防止机械伤与被埋或被压人员。被抢救出来的伤员，要由现场医疗室医生或急救组急救中心救护人员进行抢救，有担架把伤员抬到救护车上，对伤势严重的人员要立即进行吸氧和输液，到医院后组织医务人员全力救治伤员。当核实所有人员获救后，将受伤人员的位置进行拍照或录影，禁止无关人员进入事故现场，等待事故调查组进
20、行调查处理。对建筑物坍塌死亡人员，由单位与市善后处理组负责对死亡人员的家属进行安抚，伤残人员安置和财产理赔等善后处理工作。5.2.2建筑物下沉当建筑物下沉发生时，应依次按下方顺序组织实施；报告、疏散房屋内人员与封闭现场，分析下沉发生的具体原因，根据情况采取措施控制下沉继续发生。立即报告给应急救援领导小组组长。封闭现场：建筑物发生下沉后，必须立即通知房屋内人员紧急疏散且进行封闭。并对周边50M进行封闭和设置警示标志，以免危与车辆或行人的安全。为防止车辆拥堵，道路封闭后，应立即组织人员在周围交通路口指挥交通。分析下沉原因：建筑物发生下沉后，项目总工应立即组织相关人员勘察现场，分析下沉发生的具体原因
21、。措施若由于隧道下沉引起地面下沉，则需立即组织应急小组根据应急预案对房屋进行注浆加固。在隧道内架设钢支撑，并对隧道四周进行水泥基双液浆加注，确保下沉继续加剧。若由于市政雨水、污水、自来水管断裂，则需在事故发生后立即通知相关部门，迅速将水源切断，以免渗漏的大量水进入隧道周边土体，进而加快隧道、建筑物与地面下沉。并配合市政进行抢险。对于下沉物，应确保不再下沉后将塌陷处开挖，对塌陷位置进行恢复；恢复主要采用注浆加固、抬升。5.3应急保障体系5.3.1成立应急抢险领导小组组 长：项目经理副组长：项目副经理 安全总监 项目总工程师组 员：工程部、物资部、计划部、安质部、办公室等各部门主管（1）组长全面负
22、责突发情况下抢险预案的实施，负责方案的决策和现场总指挥，负责资源的调配。（2）副组长负责抢险方案的制定工作与现场的指挥工作。（3）在险情发生时由组长组织实施抢险，组员全力组织各抢险分队人员按要求实施抢险措施。（4）组长不在时根据顺序顶岗，在抢险需要长时间进行时，按顺序进行轮流值班。（5）全体职工在发现险情后按抢险预案上报程序立即上报，同时在现场的管理者按照制定的预案立即组织抢险。（6）派专人负责抢险时后勤的组织保障与抢险工作的备案工作。（7）派专人负责抢险物资的储备管理与抢险时物资与机械设备的供给工作。（8）派专人负责抢险时安全作业的保证工作。5.3.2小组人员职责项目经理：全面负责突发情况下
23、工程预案的实施，负责方案的决策和现场总指挥，负责资源的调配。项目副经理：负责现场的指挥工作。项目总工程师：负责抢险方案的制定工作。综合办公室：负责抢险时后勤的组织保障与抢险工作的备案工作。物资部：负责抢险物资的储备管理与抢险时物资与机械设备的供给工作。安质部：负责抢险时安全作业的保证工作。监测组：负责对围护结构、周边环境监测工作。应急网络图如下：事故发生接 警事故判断预案启动，赶赴现场应急救援行动事态控制应急恢复应急结束应急人员到位应急物资调配现场预案启动申请增援现场清理解除警戒善后处理恢复生产调查处理总结人群疏散医疗救护现场监测技术指导人员救助工程抢险秩序维护、警戒交通管制 图1-4 应急网
24、络图5.3.3物资储备（1）主要储备设备、物资为了在基坑出现不良情况后，按照既定的抢险预案与时抢险处理，在基坑开挖之前，作好抢险设备与抢险物资的准备，抢险设备与抢险物资详见表1-3与表1-4。表1-3抢险设备配备表序号设备名称规格数量单位性能用途1压浆泵海纳式1台良好压浆2电焊机2台良好焊接3割枪3把良好气割4吊车20T1辆良好起吊5运输车1辆良好装卸6挖掘机1M32台良好控填7旋喷桩机2台良好压浆止水8潜水泵5.52台良好排水9发电机1001 台良好备用10对讲机5 台良好表1-4抢险材料配备表序号材料名称单位数量存放地1普通硅酸盐水泥(32.5级)T5现场2中砂m35现场3碎石m32现场4
25、水玻璃桶1材料库5编织袋个500材料库6方木m32现场7棉纱50材料库8铁锹把20材料库9609钢管m100现场10电线m150现场11水管m100现场12单架个2材料库13照明灯个10现场（2）储备物资的保证措施（1）储备物资的管理由物资部进行统一管理，分项目单独存放。（2）抽水机、注浆机由各工区分别对电、机械部分进行保养，确保其运转正常。（3）储备物资的调用必须由抢险领导小组下令后方可领用。（4）储备物资的定期检查、更换、补充、调整工作由物资部进行，做好动态管理。（5）储备物资、设备的使用培训工作由综合部组织，安质部和工程部进行培训。（6）所有储备物资不得挪为它用。（7）在突发性事件发生时
26、，如储备物资不能满足现场需要，物资部按紧急情况立即进行购置或从外单位借调，指令由抢险领导小组组长下发。（3）储备资金的保证制度项目部财务室建立应急储备资金制度，要随时保证有5万元以上的应急备用资金，便于突发事件发生时调用。5.3.4人员保证（1）成立以全体青年团员为主的青年突击队，在抢险过程中起到带头兵的作用。（2）发生险情时，抢险人员以青年突击队人员为主，当人员不足时，所有人员在接到通知后，无条件参加抢险。（3）项目部所有员工均必须清楚突发性事件发生后的上报与处理程序。同时在抢险过程中每位员工均服从大局，服从安排，不得拖延。（4）在抢险过程中，项目部将按照公司预案中的规定对表现突出的人员进行
27、奖励。5.3.5报告、处理程序（1）险情发生时，项目经理、项目副经理、总工程师、安全总监立即去现场组织成立抢险领导协调小组，小组的构成由项目经理确定，抢险小组将全权负责事故的应急措施、方案制定、预案实施。（2）险情发生后，现场除应与时采取必要的抢险应急措施外，必须在第一时间内通知项目经理，由项目经理立即向各职能部门进行通报，同时进行抢险人员组织，当人员不足时，由小组组长进行统一安排。（3）险情发生后，由相应的工程师与负责人在12小时内写出书面报告，报项目经理与项目副经理，报告的内容包括：事故发生的时间、地点、事故发生的简要经过、事故损失的初步估计、事故发生原因的初步判断、事故发生后采取的措施与
28、事故控制情况等。（4）险情发生后，当事人（指全体员工，当有班长在场时，由班长执行）应在第一时间内将事情的经过、事态向项目部汇报；在第一时间内组织人员进行抢救（当抢救不过来，并危与抢救人员安全时，应组织人员撤离到安全区域内，对事态的发展进行临时隔离，防止事态的发展、漫延）；第一时间内保护现场，并对现场进行隔离；第一时间内将事态控制在稳定范围内。 事故上报流程图（分两条线路上报）5.4应急响应应急领导小组接到事故报告后，立即启动应急预案，组织有关人员、设备、设施与器材，赶赴现场采取有效措施控制事态蔓延或扩大，与此同时：(1) 第一时间进行“救死扶伤”，采取措施救护受伤(害)人员，对必须在观场进行紧
29、急抢救的，应采取应急方法如止血、人工呼吸等进行施救。否则必须立即用工地的交通工具将伤者送到就近医院进行抢救。(2)认真保护事故现场，火速撤离易燃易爆危险品，应尽量对事故现场和抢救过程进行录像或拍照。(3)若事态不能有效控制，在应急领导小组统一指挥下，立即向当地有关部门/集团公司求援，必要时疏散人员。5.4 通信、联络方式抢险领导小组成员移动电话必须24小时开机，保证通讯畅通。（1）应急领导小组联系电话表序号姓 名部门与职务应急小组组内分工联系电话1董瑞桥项目经理副组长、方案制定、统一调度2纪海波常务副经理副组长、方案制定、综合协调3胡继栋总工程师副组长、方案制定、综合协调4谈笑飞副经理副组长现场抢险5阚正海书记副组长、救援安置6王佑银安全总监副组长、方案制定、技术指导7张常书副总工程师组员、综合协调8陈霞飞副总工程师组员、综合协调9李晓军办公室主任组员、综合协调10邹道增安质部部长组员、综合协调、安全疏导11张东峰财务部部长组员、资金凑集、善后处理12徐海瑛计划经营部长组员、调度协调13孙兵兵物资部长组员、物资保障14赵异彪
